在現今的資訊世代中,人們對於資訊傳輸和運用的需求無所不在。無論是在超市排隊結帳或是等捷運時,我們都會透過智慧型手機瀏覽社群媒體、簡訊或電子郵件。然而你是否曾想過這些資訊從何而來?答案是雲,一個強大、全能且覆蓋全球的即時連線網路。由於音樂播放清單和影像串流等資訊的取得和儲存,皆需要在後台以高電量來完成,這也就不難理解為何雲需要被隔離了。
但是,首先讓我們來看一下雲的物理位置:資料中心。透過光纖、同軸電纜或無線通訊基地,為資料中心進行雙向的資訊傳輸。
現在,讓我們一層一層把雲撥開,來看雲的內部是什麼。第一層是電力供應單位,通常稱為電源。為什麼電源如此重要?所有的資訊都儲存在伺服器,也就是我們所說的雲端伺服器當中。這些伺服器需要電力為使用者來回地儲存和取得資料。供電單位的範圍在幾百至幾千瓦,並於網路上獨立運作,其AC電壓範圍為幾百至幾千伏,因此稱之為高壓單位。
因為高壓和高電量的關係,保護人員的安全至關重要。伺服器系統有低電壓單位,其控制電壓調節、通訊和人機介面(HMI)。與雲端運作相關的人員藉由HMI與伺服器進行互動。任何高壓單位的故障和向HMI的漏電會對人員造成致命傷害,而且會損壞所有電壓零組件。因此該如何保護人員,並避免低壓單位故障呢?
答案是隔離。半導體積體電路下的隔離裝置,使資料和電在高壓和低壓單位之間傳輸得以實現,並同時防止DC、或如雷擊等來自電網且不受控制的瞬態電流所造成的危險。
但是,人類對資訊的需求日益劇增。從在機場或餐廳等擁擠的地方觀看影片或聆聽最喜歡的音樂,人們對更多資訊的需求不斷增加,並且還希望能夠即時獲得這些資訊。隨著對資料需求的不斷成長,雲變得越來越大,電力輸送系統需要供應的電量也不斷攀升。然而雲的空間是有限的,擴大它們相當昂貴,且不符合經濟效益。
有兩種解決方案可以解決安全方面的問題以及資料不斷上升的需求:增加功率密度和提供穩健的隔離。增加功率密度需要大幅提高電源效率,並且提高電源傳輸速率(稱為開關頻率,單位為kHz),讓使電源單位尺寸更小。而提供穩健的隔離,則需藉由將高速閘極驅動器等關鍵電源零組件與隔離器整合在一起,以節省電源主機板空間,確保隔離器是系統的組成部分--這就是隔離式閘極驅動器。
電源單位採用UCC21520這類的驅動器能夠使相同空間大小處理越來越大的電量,幫助服務供應商提升資料中心和基地台效能。電源供應通常由製造商開發製造,並且隨之向資料中心客戶提供這些電源單位,而資料中心則向客戶出租一部分的雲端空間。現在你應該明白了我所說的「雲為什麼被隔離了?」的真正含義--由於涉及到高電量和高電壓,雲在後台運作並且由隔離進行了防護。
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